Clang 宏定義初探(一)
宏的定義方法是
#define
那么在什么場景下需要用到宏呢?遇到一些重復的東西,簡單的有
for(i = 0; i < n; i ++) 之類的,為了減少繁瑣的編碼,可能使用
#define FO(i,N) for(i=0;i<N;i++)
為了增強可讀性,比如說設置一個數組常亮大小,可以使用
#define N 1001
宏看起來感覺很好用,但是潛藏了很多問題,在實際使用中需要小心謹慎(當然帶來大部分問題的,還是編碼者自己或者合作方)。
例如,現在要求兩個數的最小值,最初會寫出如下宏:
#define MIN(A,B) A<B?A:B
正常情況下也是可以使用無誤的:
1 #include <stdio.h>
2 #define MIN(A,B) A<B?A:B
3 int main()
4 {
5 int a =5, b =6;
6 printf("%d", MIN(a, b));
7 }
然而,當你發布你的代碼或者很久以后自己再去調用時,可能寫成:
MIN(a<4?a:5, b)
看起來也沒啥問題,實際執行一下發現,結果是5,偏離預期!事實上,宏即使單純的代碼展開,當你展開上面的式子之后會發現,實際執行的代碼是
a<4?a:5<b?a<4?a:5:b
對于一直用括號來解決優先級問題的我來說,這種展開完全無法理解,于是參看了內核代碼,發現更安全的寫法為:
#define MIN(A,B) (A)<(B)?(A):(B)
這種寫法規避了令人厭惡的優先級問題!本以為這樣就完成了一個安全的宏定義,但是事實上還有其他問題!
float a = 1.0f;
float b = MIN(a++, 1.5f);
printf("a=%f, b=%f",a,b);
神秘的a++,同樣按照剛才的思路展開,因為宏里面會有兩次A的展開,所以a++將被執行兩次,再次偏離預期。對于這種情況,我們需要用到一個GNU C的賦值擴展,即使用({...})的形式。這種形式的語句可以類似shell,在順次執行之后,會將最后一次的表達式的賦值作為返回。舉個簡單的例子,下面的代碼執行完畢后a的值為3,而且b和c只存在于大括號限定的代碼域中:
int a = ({
int b = 1;
int c = 2;
b + c;
});
結果是// => a is 3
基于這種特性,我們可以在宏里面為每個傳入的參數進行一個拷貝,然后再對拷貝后的參數進行實際的比較運算,那么最終實現了一個比較安全的最小值比較的宏定義:
#define min(x,y) ({ \
typeof(x) __min1 = (x); \
typeof(y) __min2 = (y); \
(void) (& __min1 == & __min2); \
__min1 < __min2 ? __min1 :min2})
最后這一步跳躍有點大了,首先是 typeof 作用是得到參數的類型,其次是(void) (& __min1 == & __min2); 這個神秘的寫法是為了驗證二者的類型是否一致,當然外側我們確實用了GNU的擴展({...})。
寫到這里,涉及到了另外兩個問題,GNU擴展是啥?另外我們用宏是為了節省代碼,同時為了省去一些小函數的多次重復調用的參數入棧降低性能的問題,那么內聯函數也有這樣的效果,什么是內聯函數呢?